JP2004152835A

JP2004152835A - 多層回路基板の製造方法

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Publication number: JP2004152835A
Application number: JP2002313834A
Authority: JP
Inventors: Kenichirou Morishige; 憲一郎森茂
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-10-29
Filing date: 2002-10-29
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2022-10-29
Also published as: JP3940659B2

Abstract

【課題】簡単な製造設備で多層回路基板を効率的に製作することが可能な多層回路基板の製造方法を提供する。
【解決手段】複数の誘電体層を積層して成る矩形状積層体１の内部に回路パターンを形成するとともに、矩形状積層体１の上面に、一部が矩形状積層体１の一端面に開口した切り欠き部２を形成し、切り欠き部２の形成領域に露出する誘電体層の表面に前記回路パターンに電気的に接続される電子部品素子３を搭載してなる多層回路基板１０の矩形状積層体１を、矩形状積層体１に対応する複数の基板領域を有した大型積層体２０を形成するとともに、大型積層体２０の各基板領域に、切り欠き部２に対応する凹部６を、隣接する基板領域間に跨ぐようにして連続的に形成する工程１と、前記大型積層体を基板領域間の境界５に沿って切断することにより複数の矩形状積層体を切り出す工程２とを経て形成する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置や複合電子部品等に用いられる多層回路基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多層回路基板は、半導体装置や複合電子装置等に幅広く用いられている。
かかる従来の多層回路基板としては、例えば図３に示すように、複数の誘電体層を積層して成る矩形状積層体５１の内部に回路パターン（図示せず）を形成するとともに、矩形状積層体５１の上面中央部に所定の凹部５２を形成し、この凹部５２内や矩形状積層体５１の上面等に電子部品素子５３を搭載した構造のものが知られている。
【０００３】
尚、前記凹部５２の内部には、電子部品素子５３の中でも比較的厚みの厚いものが収容されており、これによって多層回路基板全体の厚みが厚くなるのを防止するようにしている。
【０００４】
また、上述した従来の多層回路基板は以下の製造方法によって製作される。
即ち、まず前記矩形状積層体５１に対応する複数の基板領域を有した大型積層体を従来周知のセラミックグリーンシート積層法により形成するとともに、該大型積層体の各基板領域内で、各基板領域の中央部に所定の凹部５２を形成し、次に前記大型積層体を一体焼成し、しかる後、大型積層体を隣接する基板領域間の境界に沿って切断することにより複数の矩形状積層体５１を切り出し、最後に、得られた矩形状積層体５１の凹部５２内や上面等に電子部品素子５３を搭載することにより製品としての多層回路基板が完成する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
このような従来の製造方法において、矩形状積層体５１の内部に設けられる回路パターンは、セラミックグリーンシートを積層する前に、各セラミックグリーンシートの主面に導電ペーストを所定パターンに印刷しておくことによって形成され、また凹部５２は、積層されるセラミックグリーンシートのうち最上層もしくはその近傍に位置するセラミックグリーンシートをパンチ型等で打ち抜いて貫通孔を形成しておくことにより形成される。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２１７３３４号公報（図２乃至図５）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の製造方法によれば、１個の大型積層体から複数の矩形状積層体を得るようにしており、各基板領域に凹部５２を形成するのに基板領域の数と同じ回数だけセラミックグリーンシートを打ち抜く必要がある。このため、セラミックグリーンシートの孔開け工程に長時間を要してしまい、生産性の向上に供することが不可となる不都合があった。
【０００８】
そこで上述の不都合を解消するために、大型積層体の形成に使用されるセラミックグリーンシートを複数のパンチ型で同時に打ち抜くことにより凹部５２と１対１に対応する複数の貫通孔を一括的に形成することが考えられる。
【０００９】
しかしながら、セラミックグリーンシートを複数のパンチ型で同時に打ち抜く場合、個々の凹部に対応する大きさのパンチ型を凹部のピッチに合わせて配置させる必要がある。それ故、多層回路基板の小型化を図るべく各基板領域の面積を小さくすると、個々のパンチ型を微細に形成しなければならなくなる上に、これらのパンチ型を基板領域の配列ピッチに合わせて高密度に配置させる必要があり、パンチ型が取り付けられる打ち抜き装置の構造が複雑化する欠点が誘発される。
【００１０】
本発明は上記欠点に鑑み案出されたもので、その目的は、簡単な製造設備で多層回路基板を効率的に製作することが可能な多層回路基板の製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の多層回路基板の製造方法は、複数の誘電体層を積層して成る矩形状積層体の内部に回路パターンを形成するとともに、前記矩形状積層体の上面に、一部が前記矩形状積層体の一端面に開口した切り欠き部を形成し、該切り欠き部の形成領域に露出する誘電体層の表面に前記回路パターンに電気的に接続される電子部品素子を搭載してなる多層回路基板であって、前記矩形状積層体が、前記矩形状積層体に対応する複数の基板領域を有した大型積層体を形成するとともに、該大型積層体の各基板領域に、前記切り欠き部に対応する凹部を、隣接する基板領域間を跨ぐようにして連続的に形成する工程１と、前記大型積層体を隣接する基板領域間の境界に沿って切断することにより複数の矩形状積層体を切り出す工程２とを経て形成されることを特徴とするものである。
【００１２】
また本発明の多層配線基板の製造方法は、前記複数の基板領域がｍ列×ｎ行（ｎ，ｍは２以上の自然数）のマトリクス状に配されており、前記凹部が４個の基板領域の角部同士が接する部位に形成されていることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明によれば、大型積層体の各基板領域に、切り欠き部に対応する凹部を、隣接する基板領域間を跨ぐようにして連続的に形成するとともに、この大型積層体を隣接する基板領域間の境界に沿って切断することにより複数の矩形状積層体を切り出すようにしている。これにより、隣接する複数の基板領域に対して１個のパンチ型でセラミックグリーンシートを打ち抜くだけで各基板領域に切り欠き部に対応する凹部を同時に形成することができるようになり、セラミックグリーンシートの孔開けに要する時間を短縮して、多層回路基板の生産性を向上させることが可能となる。
【００１４】
また本発明によれば、多層回路基板の切り欠き部に対応する凹部は大型積層体の各基板領域に隣接する基板領域間を跨ぐようにして連続的に形成されるため、大型積層体の形成に用いられるセラミックグリーンシート等を複数のパンチ型で同時に打ち抜いて凹部に対応する貫通孔を形成するような場合であっても、隣接する複数の基板領域に対して１個のパンチ型を配置させれば済む上に、パンチ型の配列ピッチを基板領域の配列ピッチの２倍に相当する広いピッチで配列させれば良く、多層回路基板の小型化を図るべく各基板領域の面積を小さくしたとしても、個々のパンチ型の大きさを大きく、その配列ピッチも広く設定することができる。したがって、パンチ型が取り付けられる打ち抜き装置等の製造設備の構造が簡素に維持されるようになり、これによっても多層回路基板の生産性向上に供することが可能となる。
【００１５】
更に本発明によれば、大型積層体に設けられる複数の基板領域をｍ列×ｎ行（ｎ，ｍは２以上の自然数）のマトリクス状に配した上、前記凹部を４個の基板領域の角部同士が接する部位に形成することにより、１個のパンチ型で４個の基板領域に切り欠き部に対応した凹部を同時に形成することができ、かかる構成を採用することによって上述の作用効果がより有効に発揮されるようになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の製造方法によって製作された多層回路基板の外観斜視図であり、同図に示す多層回路基板は、複数の誘電体層を積層して成る矩形状積層体１の内部や表面に所定の回路パターンを形成するとともに、前記矩形状積層体１の上面に、一部が矩形状積層体１の一端面に開口した切り欠き部２を設け、この切り欠き部２の形成領域に露出する誘電体層の表面に前記回路パターンに電気的に接続される電子部品素子３を搭載した構造を有している。
【００１７】
前記矩形状積層体１を形成する各誘電体層の厚みは、例えば２０μｍ〜３００μｍに設定され、その材質としては、例えば８００℃〜１２００℃の比較的低い温度で焼成が可能なガラス−セラミック材料等が好適に用いられる。
かかるガラス−セラミック材料のセラミック成分としては、例えば、クリストバライト、石英、コランダム（αアルミナ）、ムライト、コージェライト等の絶縁セラミック材料、ＭｇＴｉＯ_３、ＣａＴｉＯ_３、ＢａＴｉＯ_３、ＴｉＯ_２等の誘電体セラミック材料、Ｎｉ−Ｚｎフェライト、Ｍｎ−Ｚｎフェライト等の磁性体セラミック材料等が用いられ、例えば、平均粒径０．５〜６．０μｍ、好ましくは０．５〜２．０μｍに粉砕したものが使用される。尚、セラミック材料は２種以上を混合して用いても構わない。
一方、誘電体層を形成するガラス−セラミック材料のガラス成分としては、焼成処理することによってコージェライト、ムライト、アノーサイト、セルジアン、スピネル、ガーナイト、ウイレマイト、ドロマイト、ペタライトやその置換誘導体の結晶やスピネル構造の結晶相を析出するものであればどのようなガラスを用いてもよく、例えば、Ｂ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、アルカリ土類酸化物を含むガラスフリット等が用いられる。これらのガラスフリットは、ガラス化範囲が広く、また屈伏点が例えば６００〜８００℃に設定されている。
【００１８】
また、前記矩形状積層体１の表面や内部に設けられる回路パターンは、誘電体層間に介在された導体層や誘電体層の内部に埋設されたビアホール導体，矩形状積層体１の表面で電子部品素子３等に電気的に接続される接続パッド等によって構成されており、かかる回路パターンの材質は誘電体層を形成する誘電体材料との相性を考慮して選定される。このような回路パターンは、例えばＡｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｔ等のＡｇ合金を主成分とする導電材料やＣｕ系、Ｗ系、Ｍｏ系、Ｐｄ系導電材料等によって形成され、その厚みは例えば５〜２５μｍに設定される。尚、前記ビアホール導体の直径は誘電体層の厚み等に応じて適宜設定されるものであり、ビアホール導体が埋設される誘電体層の厚みが２０μｍ〜３００μｍの場合、ビアホール導体の直径は例えば５０μｍ〜３００μｍに設定される。
【００１９】
そして前記矩形状積層体１の上面に設けられた切り欠き部２は、本実施形態においては、一部が矩形状積層体１の隣合う二つの端面に開口するようにして形成されている。
かかる切り欠き部２に臨む誘電体層の表面には、前記回路パターンの一部を構成する複数の接続パッドが配設されており、これらの接続パッドは切り欠き部２内に配置される電子部品素子３、例えば、コンデンサやインダクタ，ＳＡＷ素子等のチップ型電子部品，半導体素子等の端子電極に対して半田等の導電性接着剤を介し電気的に接続される。尚、電子部品素子３としてＳＡＷ素子や半導体素子を用いる場合は、その周囲を樹脂材や金属製のケース等で覆っておくことにより電子部品素子３が気密封止されることとなる。
【００２０】
次に、上述した多層回路基板の矩形状積層体１を製作するための方法について図２を用いて説明する。
（工程１）まず、矩形状積層体１に対応する複数の基板領域を有した大型積層体２０を準備し、該大型積層体２０の各基板領域に、切り欠き部２に対応する凹部６を、隣接する基板領域間を跨ぐようにして連続的に形成する。
本実施形態において、１個の大型積層体２０に設けられている複数の基板領域は、大型積層体２０を平面視した際、ｍ列×ｎ行（ｎ，ｍは２以上の自然数）のマトリクス状に配置されており、前記凹部６を４個の基板領域の角部同士が接する部位に形成するようにしている。
【００２１】
このような大型積層体２０は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、矩形状積層体１の誘電体層を形成するセラミック原料粉末に適当な有機バインダー等を添加して得た複数のセラミックグリーンシート１ａ，１ｂを所定の枚数だけ積層することによって形成され、これらのセラミックグリーンシート１ａ，１ｂを積層する前に、その最上層もしくは最上層から下方に連続する数層のセラミックグリーンシート１ａの所定部位をパンチ型等で打ち抜き、セラミックグリーンシート１ａに貫通孔４を穿設しておくことにより凹部６が形成される。
【００２２】
また、矩形状積層体１の表面や内部に設けられる回路パターンは、各セラミックグリーンシート１ａ，１ｂの表面に所定の導電ペーストを予めスクリーン印刷等によって塗布しておいたり、セラミックグリーンシート１ａ，１ｂの内部に導体ペーストを埋め込んでおくことにより形成され、かかる大型積層体２０の一主面には、図２（ｂ）に示すように、基板領域間の境界５に例えばカッター刃等によって切断用の溝が形成される。
【００２３】
この工程１において、大型積層体２０の凹部６は、隣接する基板領域間を跨ぐようにして連続的に形成されるため、隣接する複数の基板領域に対して１個のパンチ型でセラミックグリーンシート１ａを打ち抜くだけで各基板領域に切り欠き部２に対応する凹部６を同時に形成することができ、セラミックグリーンシート１ａの孔開けに要する時間を短縮して、多層回路基板の生産性を向上させることが可能となる。
【００２４】
また、前記凹部６は隣接する基板領域間を跨ぐようにして連続的に形成されることから、セラミックグリーンシート１ａを複数のパンチ型で同時に打ち抜いて貫通孔４を形成するような場合であっても、隣接する複数の基板領域に対して１個のパンチ型を配置させれば済む上に、パンチ型の配列ピッチを基板領域の配列ピッチの２倍に相当する広いピッチで配列させれば良く、多層回路基板の小型化を図るべく各基板領域の面積を小さくしたとしても、個々のパンチ型の大きさを大きく、その配列ピッチも広く設定することができる。したがって、パンチ型が取り付けられる打ち抜き装置等の製造設備の構造が簡素に維持されるようになり、これによっても多層回路基板の生産性向上に供することが可能となる。
【００２５】
更に、大型積層体２０に設けられる複数の基板領域５は、ｍ列×ｎ行（ｎ，ｍは２以上の自然数）のマトリクス状に配され、しかも凹部６を４個の基板領域の角部同士が接する部位に形成するようにしたことから、１個のパンチ型で４個の基板領域５に切り欠き部２に対応した凹部６を同時に形成することができ、かかる構成を採用することによって上述の作用効果がより有効に発揮されるようになる。
【００２６】
尚、この工程１において、セラミックグリーンシート１ａに貫通孔４を形成し易くするために、可塑剤を添加しておいても構わない。
【００２７】
（工程２）次に、先の工程１で得た大型積層体２０を高温で焼成し、しかる後、図２（ｃ）に示すように、大型積層体２０を基板領域間の境界５に沿って切断することにより複数の矩形状積層体１を切り出す。
【００２８】
かかる大型積層体２０の切断は、例えば、大型積層体２０の上下両面から圧力を印加して、大型積層体２０を基板領域間の境界５に形成した溝を起点として分割する手法（いわゆるチョコレートブレイク）によって行なわれ、これによって複数の矩形状積層体１が同時に製作される。
【００２９】
以上のような製造工程を経て多層回路基板を製作することにより、簡単な製造設備で多層回路基板を効率的に製作することが可能となる。
【００３０】
尚、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更・改良が可能である。
【００３１】
例えば、上述の実施形態では、大型積層体２０を基板領域５に沿って切り出すとき、大型積層体２０の表面に予め溝６を形成しておき、この溝に沿って大型積層体２０を分割することにより個々の矩形状積層体１を切り出すようにしたが、これに代えて、大型積層体２０を基板領域の境界５に沿ってダイシングする等して複数の矩形状積層体１を切り出すようにしても構わない。
【００３２】
また、上述の実施形態においては、矩形状積層体１をセラミック系材料で形成するようにしたが、これに代えて、矩形状積層体１をエポキシ樹脂等の有機材料や有機材料と無機材料との複合材料によって形成するようにしても構わない。
【００３３】
更に、上述の実施形態においては、大型積層体２０の凹部６を４個の基板領域の角部同士が接する部位に形成するようにしたが、これに代えて、大型積層体２０の凹部６を２個の基板領域の辺同士が接する部位に形成するようにしても構わない。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、大型積層体の各基板領域に、切り欠き部に対応する凹部を、隣接する基板領域間を跨ぐようにして連続的に形成するとともに、この大型積層体を隣接する基板領域間の境界に沿って切断することにより複数の矩形状積層体を切り出すようにしている。これにより、隣接する複数の基板領域に対して１個のパンチ型でセラミックグリーンシートを打ち抜くだけで各基板領域に切り欠き部に対応する凹部を同時に形成することができるようになり、セラミックグリーンシートの孔開けに要する時間を短縮して、多層回路基板の生産性を向上させることが可能となる。
【００３５】
また本発明によれば、多層回路基板の切り欠き部に対応する凹部は大型積層体の各基板領域に隣接する基板領域間を跨ぐようにして連続的に形成されるため、大型積層体の形成に用いられるセラミックグリーンシート等を複数のパンチ型で同時に打ち抜いて凹部に対応する貫通孔を形成するような場合であっても、隣接する複数の基板領域に対して１個のパンチ型を配置させれば済む上に、パンチ型の配列ピッチを基板領域の配列ピッチの２倍に相当する広いピッチで配列させれば良く、多層回路基板の小型化を図るべく各基板領域の面積を小さくしたとしても、個々のパンチ型の大きさを大きく、その配列ピッチも広く設定することができる。したがって、パンチ型が取り付けられる打ち抜き装置等の製造設備の構造が簡素に維持されるようになり、これによっても多層回路基板の生産性向上に供することが可能となる。
【００３６】
更に本発明によれば、大型積層体に設けられる複数の基板領域をｍ列×ｎ行（ｎ，ｍは２以上の自然数）のマトリクス状に配した上、前記凹部を４個の基板領域の角部同士が接する部位に形成することにより、１個のパンチ型で４個の基板領域に切り欠き部に対応した凹部を同時に形成することができ、かかる構成を採用することによって上述の作用効果がより有効に発揮されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法によって製作した多層回路基板の外観斜視図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施形態に係る製造方法を説明するための工程毎の外観斜視図である。
【図３】従来の製造方法によって製作した多層回路基板の外観斜視図である。
【符号の説明】
１・・・矩形状積層体
１ａ、１ｂ・・・セラミックグリーンシート
２・・・切り欠き部
３・・・電子部品素子
４・・・貫通孔
５・・・隣接する基板領域間の境界
６・・・凹部
１０・・・多層回路基板
２０・・・大型積層体

Claims

複数の誘電体層を積層して成る矩形状積層体の内部に回路パターンを形成するとともに、前記矩形状積層体の上面に、一部が前記矩形状
積層体の一端面に開口した切り欠き部を形成し、該切り欠き部の形成領域に露出する誘電体層の表面に前記回路パターンに電気的に接続される電子部品素子を搭載してなる多層回路基板であって、
前記矩形状積層体が下記工程１及び工程２を経て形成されることを特徴とする多層配線基板の製造方法。
工程１：前記矩形状積層体に対応する複数の基板領域を有した大型積層体を形成するとともに、該大型積層体の各基板領域に、前記切り欠き部に対応する凹部を、隣接する基板領域間を跨ぐようにして連続的に形成する工程。
工程２：前記大型積層体を隣接する基板領域間の境界に沿って切断することにより複数の矩形状積層体を切り出す工程。
前記複数の基板領域がｍ列×ｎ行（ｎ，ｍは２以上の自然数）のマトリクス状に配されており、前記凹部が４個の基板領域の角部同士が接する部位に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の多層回路基板の製造方法。